1．硫酸氧化工艺 在182～20％的硫酸电解液中，通以直流或交流电来进行铝及铝合金的阳极氧化，在表面生成氧化膜。这层氧化膜一般厚度为5～20µm，硬度高，吸附能力强，易于染色和封闭处理。 硫酸氧化工艺用的电解液，只用一种原料即硫酸，成分简单，溶液稳定，允许杂质含量高，工艺简便易于操作，适合铝及铝合金工件。因而在航空、电器、造船、建筑及日用五金等方面，都得到广泛的应用。对松孔大的铸件等，不适于用硫酸法氧化，因为松孔内的酸液难以排除。 配方及工作规范如下：
配制方法：先计算好要加入的硫酸量，边搅拌边把硫酸(化学纯，相对密度l．84)倒入计算量的蒸馏水中，注意温度不要超过60℃，尤其使用聚氯乙烯槽衬时更要注意。冷却后调整至规定含量，即可试生产。 (1)硫酸浓度的影响硫酸浓度对氧化膜质量有一定影响。要获得微孔多、吸附力强而富有弹性的氧化膜，浓的电解液比稀的好，一般采用l80～200g／L。若硫酸过浓，则厚度不易增加，因为硫酸能溶解氧化膜，浓度越高溶解越快。 (2)温度的影响 电解液温度升高，膜层因溶解快而难以增厚。超过26℃，氧化膜易疏松掉粉末；但低于l3℃时，氧化膜会发脆。电解液在工作时温度会逐渐上升，批量生产时需要降温，因此要考虑设置降温冷冻装置。 (3)电流密度的影响 阳极氧化与电流密度关系很大。在同样条件下，适当提高电流密度，氧化膜生成较快，微孔也变得更深，易于染色。阳极电流密度一般以在1～1.5A／dm2范围为宜。 (4)时间的影响 电解时，随着时间的延长，氧化膜厚度不断加大。但到一定厚度时，由于膜厚，电阻大，使氧化膜生长速度显著减慢。所以，为了得到具有一定厚度与硬度的氧化膜，时间要在30～70min。 (5)基体金属的影响 除纯铝外，铝合金对膜层厚度及光泽的影响，因组分不同而异：铝硅合金较难被氧化，且氧化膜呈灰暗色。铝镁合金中镁含量在5％以下较好。在氧化前，应了解工件材料的组成。 (6)金属杂质的影响 本工艺中，电解液内各种杂质允许的最大含量为：Al3+25g／L，Fe3+2g／L，Cu-0.2g／L，Cu2+0.02g／L，Mg2+微量。 在没有直流电源的情况下，可用交流电进行阳极氧化处理，但时间要比用直流电氧化长一些，膜的质量也差一些。 交流电氧化配方及工作规范如下：
铝及铝合金硫酸阳极氧化常见故障及解决方法见表1。 表1 硫酸阳极氧化常见故障及解决方法
2．草酸氧化工艺 草酸氧化工艺是有机酸氧化工艺之一。氧化膜的硬度及抗蚀性与硫酸氧化相似。但草酸溶解氧化膜的能力低于硫酸，因而能获得较厚的氧化膜，一般可达20µm，而且孔隙率小，适合染深色。在纯铝上，草酸氧化膜本身呈黄铜色或黄褐色，一般不染色而直接使用。若用交流氧化，因氧化膜较软，所以适合作铝线绕组的绝缘层。 草酸阳极氧化的特点是电压较高，这是因为氧化膜很密，电阻很高，如不增加电压，氧化膜就不能增厚。在氧化时，应缓慢增加电流与电压，以防新生膜被电击穿。电解液的温度应保持恒定，因温度高时会降低膜层的厚度，所以要有冷却设备。 草酸氧化成本高，应用上受到一定限制。配方及工作规范如下：
现在还有一个草酸氧化工艺，这是个快速氧化法，氧化时间能缩短一半以上，大大加快了膜的生成速度。膜层呈金黄色，孔隙率大，易染色。 配方及工艺规范如下：
3．瓷质氧化工艺 本工艺可在铝或铝合金表面获得均匀有光泽的白色不透明氧化膜，外观圆润如滋，类似岫玉、瓷釉或搪瓷，俏丽端庄。膜厚约6～20µm，有较好的硬度和绝缘性，与基体结合良好，还有良好的绝热性，抗蚀性也优于硫酸氧化膜。还有一个突出的优点；瓷质氧化并经花色印染后，不但装饰效果好，而且能遮盖加工上的缺 陷—因铝较软而容易擦伤或撞扁等，使正品率大为提高。瓷质氧化一般采用较高的电压和较高的温度。 适用于一般装饰的配方和工作规范如下：
(1)铬酐的影响 铬酐的浓度对瓷质氧化膜的色泽有较大的影响。实验证明，铬酐在36g／L时，瓷质氧化膜色泽最佳。含量升高，会出现过蚀现象。 (2)硼酸的影响 由于铬酸氧化膜微孔小，电阻大，因此氧化膜形成后，会立即停止生长。加入硼酸后，能使氧化继续进行。 (3)时间的影响开始氧化时，膜的生长较快，但达到16µm后，膜的成长变得极慢。因此在到达极限厚度前，就应该停止氧化。适当的时间是50～60min。 (4)温度的影响 提高温度，会增加膜的溶解度，使厚度不会继续增加。实验证明，温度在47℃时，色泽最好。 (5)电压的影响 电压过低，膜层薄而透明。电压在20V以下时，膜层好，但光泽不太好，缺乏瓷质感。在55V以上时，膜层为深灰色，难以作装饰用。因此以45～55V为佳。 本配方成本低，通用性好，易操作，但硬度低，只有120～140kg／mm2。 另有一个硬度高的配方，硬度在250kg／mm2以上，光洁度好，精度高，很适合精密仪器的瓷质氧化使用。 配方及工作规范如下：
本配方存在的问题是成本高，溶液寿命短—只有60A.h／L。 |
